各装置の核融合利得まとめ
#まとめ記事
これ何
核融合利得に絞ってまとめてみました。
核融合利得の定義
$ Q = \frac{\text{核融合反応で生成されたエネルギー}}{\text{外部から投入されたエネルギー}}
Q=30~50ぐらいが核融合炉として狙いたいライン
https://gyazo.com/ef501e3402eb8ef866efa9ca0e4079e8https://gyazo.com/b97bdbddf68c2a54b77ad007aad591f8
https://w3.pppl.gov/~wgutten/talks/Guttenfelder_undergrad_seminar_2014_07_24.pdf
ITERの位置づけ | 核融合実験炉ITER日本国内機関・QST
注意: 核融合利得と核融合条件というのは異なる指標です
核融合条件には(密度*温度*閉じ込め時間)があります
この条件が良くなればなるほど、核融合利得が良くなると思われます
左の図は横軸を年代、縦軸を核融合条件にしています
右の図は、横軸を温度、縦軸を密度*閉じ込め時間
年代とともに核融合に使うプラズマの性能(密度温度閉じ込め時間)が良くなっているよという主張です。
つまり核融合利得も良くなっていると思うのでは?
ただ一般的に核融合利得というのは評価が難しいと思われるため、あまり研究者は主張したがらない指標になります(多分)
なので、温かい目で見てください
一般的に燃料は、重水素+三重水素が一番核融合利得を狙う
ただ、三重水素は取り扱いがめちゃくちゃ難しいので、重水素のみで実験することが多い
現在確認できている核融合利得の報告
TFTR
$ Q_{\text{DT}} = 0.27
JET
$ Q_{\text{DT}} = 0.68
$ Q_{\text{DT}} = 1.14
RECENT JET RESULTS AND CONSEQUENCES FOR FUTURE DEVICES
In 1991, JET achieved the best-ever fusion yield: a fusion triple product,
nTx£ = 9 x 1020m-3 keVs, was obtained in a 3MA/2.8T hot-ion H-mode
deuterium discharge with 14.9MW of NBI heating. This corresponds to an
equivalent QDT = 1.14.
https://nucleus.iaea.org/sites/fusionportal/Shared%20Documents/FEC%20proceedings/1992.pdf
$ Q_{\text{DT}} = 0.32(ITER-like wall)
https://scrapbox.io/files/676f6b49fba6ade6f17e31bc.png
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/ad3e16/pdf
DTE1とDTE2の実験の比較の図です.umasan.icon
1992年の$ Q_{\text{DT}} = 1.14 との比較欲しいなぁmasaharu.icon
一般人には過去最大との比較が気になるところmasaharu.icon
JT60-U
$ Q_{\text{DD}} = 0.0057
$ Q_{\text{DT-EXT}} = 1.25
LHD
$ Q_{\text{DD}} = 0.00004
$ Q_{\text{DT-EXT}} = 0.11
DIII-D
$ Q_{\text{DD}} = 0.0015
$ Q_{\text{DT-EXT}} = 0.32
$ Q_{\text{DT-EXT}}は、予測値
狙っている核融合利得
ITER
$ Q_{\text{DT}} = 10
SPARC
$ Q_{\text{DT}} = 11
漏れがあったらぜひ教えてくださいmasaharu.icon
こうやってみると
アメリカ2つ
日本2つ
ヨーロッパ1つ